Pourquoi le ciel bleu, les nuages et les tornades ?

Troisième partie : histoires d’une bulle d’air

En application des enseignements des deux premières parties (Quelques connaissances de sciences physiques et L’émagramme, outil d’analyse de l’atmosphère), Cyril, votre E-Prof vous compte à présent l’histoire, heureuse ou malheureuse d’une bulle d’air plongé dans des environnements différents, près de la surface d’une plage de sable blanc d’une île du Pacifique…

Histoire de ciel bleu…

Il était une fois…
une bulle d’air sec au niveau de la mer chauffée par le sable brûlant d’une plage à 20°C, donc plus chaude que l’air ambiant autour qui est à 15°C. Telle une montgolfière invisible, elle s’élève naturellement. Comme la pression diminue, son volume augmente, et tel le gaz qui se détend à la sortie d’un aérosol, sa température diminue suivant l’adiabatique sèche.

Arrivée à 4000 mètres, sa température se retrouve égale à l’air ambiant et son ascension cesse. Nous retrouvons une situation de stabilité, et l’occasion de se prélasser sur le sable…

THE END, sur un tansat au soleil !

Histoire de nuages…

Il était une fois…
une bulle d’air plus humide dans la même situation que la première. Arrivée à 2500 m, elle est si froide que l’eau commence à condenser par le même phénomène que la buée sur une vitre. Les gouttes d’eau naissantes marquent la base d’un nuage.
De plus, L’air est saturé en humidité et refroidit moins vite que l’air sec : sa température diminue suivant l’adiabatique humide, plus proche de la verticale que la sèche.
Notre bulle d’air poursuit son ascension jusqu’à ce que sa température devienne égale à celle de l’air ambiant à plus de 6000 m, le sommet du cumulus.
THE END, mais on préférerait pouvoir remettre nos lunettes de soleil !

Histoire d’orage…

Il était une fois…
une bulle d’air identique à la précédente qui débute son aventure dans une atmosphère encore moins stable : la “marche” autour de 6000 m est lissée. L’instabilité est forte, l’activité se sera aussi !
Son ascension n’est plus bloquée avant la tropopause, vers 11 km d’altitude . Elle s’autoalimente, monte de plus en plus vite, des dizaines de kilomètre par heure, libérant de plus en plus d’eau liquide, les gouttelettes formant le nuage s’agglomèrent en gouttes de pluie ou gèlent sous forme de grêlons. L’air glacé de la troposphère est chassé par cette colonne implacable qui vient littéralement s’écraser sur la tropopause et est rejeté dans les basses couches, secouant les arbres… C’est le cumulonimbus, le nuage de l’orage et beaucoup de phénomènes atmosphériques violents y sont liés.

THE END, mais rentrons vite à l’abris de la tempête et de la grêle !

Histoire de tornade…

Nos trois bulles d’air faisaient la pluie et le beau temps, raisonnablement. Ciel bleu, orage, rien d’anormal en somme. Mais que se passe-t-il si la température de la bulle d’air au sol augmente ? Si elle n’est pas de 5° supérieure à celle de l’air ambiant mais de 7°, 9°, 10° ? L’instabilité devient plus forte, la poussée d’Archimède devient plus grande, sa vitesse d’ascension devient gigantesque, et tel un syphon d’évier à l’envers, une colonne d’air monte dans un tourbillon vertigineux vers le ciel. Tout est balayé.

THE END, et il faudra reconstruire en se souvenant qu’une augmentation de 1 ou 2° de la température d’un océan n’a rien d’anodin comme nous le rappelle fréquemment l’actualité.

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